研究人员对自闭症和中风有了新的认识

DNA以其优雅的双螺旋和丰富的遗传性状，成为核酸的宠儿。然而，它并不都是强大的。为了让DNA发挥潜力——让基因变成蛋白质——就要把它们转录成RNA，RNA是一种微妙的分子，需要强烈的关注和引导。

罗伯特哈里特海尔布隆的教授罗伯特b达内尔说：“基因表达比转换更复杂。”“整个监管层改变了基因产生的蛋白质的质量和数量。其中许多发生在RNA水平。”

在大脑中，RNA作为基因调节器的工作对于确保在正确的时间制造正确的蛋白质至关重要；这个过程出了问题，后果可能很严重。Darnell的实验室最近发现，大脑对中风的反应依赖于亚型RNA的精确调节；他们还了解到，影响基因调控的突变是自闭症谱系障碍的一些原因。

基因组的小助手

虽然DNA卡在细胞核里，但RNA相当活跃。在大脑中，所谓的信使RNA可以在神经元之间的连接处找到，称为突触，它被转化为蛋白质，影响大脑中的信号传输。这一过程由另一种类型的RNA(称为miroRNA)调节，它可以快速促进或抑制蛋白质的产生，以应对大脑的动态变化。

在《细胞报告》中描述的最近实验中，Darnell和他的同事在模拟中风后跟踪了小鼠大脑中的microRNA活动。使用一种称为交联免疫沉淀或CLIP的技术，他们发现中风可以显著减少少量称为miR-29的微小RNA。一般来说，这些分子限制了两种称为GLT-1和水通道蛋白的蛋白质的产生。研究人员发现，当miR-29的水平下降时，这些蛋白质的产量高于正常水平。

GLT-1负责清除多余的谷氨酸，谷氨酸是中风时大量产生的一种化学物质。如果任其发展，会对大脑造成损害。因此，这种蛋白质产生的增加似乎可以减轻与中风相关的脑损伤。另一方面，水通道蛋白的增加会加重组织的肿胀，进一步威胁受损的大脑。简而言之，miR-29的下降似乎同时有助于和阻碍中风的恢复。好消息是，对这两个过程如何工作的更好理解可能会指导新的非常精确的医疗工具的开发。

“这项研究提出了治疗中风的潜在药物靶点，”Darnell说。例如，通过用药物人工诱导更多的GLT-1 mRNA，可以调节谷氨酸的吸收量，减少对大脑的损伤。

潜伏突变

为了了解人类疾病的原因，研究人员经常寻找基因突变——也称为DNA的“编码”区域——导致功能失调蛋白质的产生。然而，这种一般策略只适用于家族性疾病和由特定蛋白质不规则性驱动的疾病，而一些复杂的情况则不适用。例如，尽管研究已经确定了许多不同的编码突变导致了自闭症谱系障碍(ASD)和癫痫的发展，但这些突变加在一起只占大约四分之一到三分之一的病例。

因此，研究人员开始寻找DNA非编码区的不规则性——这些区域不直接编码蛋白质，但这些RNA的作用是调节基因。曾经被认为是“垃圾DNA”，现在知道这些区域对决定细胞产生哪些蛋白质、蛋白质和数量至关重要。根据Darnell的说法，分析非编码DNA对于理解不遵循传统遗传模式的疾病特别有用。

“有些情况有遗传因素，但没有简单的家谱。你可以根据父母的基因构成来预测孩子患病的几率，”达内尔说。“所以你需要一种不同的方法来确定哪种类型的突变是这种疾病的基础。”

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